Numeryczne modelowanie procesów geofizycznych

Numeryczne modelowanie procesów fizycznych jest jednym z najważniejszych metod badawczych w obecnej fizyce. Zamiast robić model w laboratorium często lepiej zrobić model w komputerze.

W naszych badaniach wykorzystujemy podstawowe równania mechaniki ośrodków ciągłych. Rozwiązując je w komputerze otrzymujemy wnioski, często niemożliwe do osiągnięcia innymi metodami.

image001 image002   image006image005    image007image009 image010

MOC oparta jest na zasadach klasycznej fizyki opracowanej przez I. Newtona. Zastosowanie tych zasad do ośrodków ciągłych prowadzi jednak do skomplikowanych równań, które potrafimy rozwiązać tylko dla prostych przykładów.

Musimy więc zapoznać się z równaniami różniczkowymi, warunkami brzegowymi i początkowymi oraz metodami ich rozwiązań.

Poniżej: równanie ciągłości wyrażające prawo zachowania masy:

image012

MOC wymaga też wprowadzenia nowego rodzaju wielkości fizycznych: tensorów (oprócz znanych wektorów i skalarów).

Poniżej wzory na składowe tensora deformacji.

image014

Obecnie mamy pakiety programów, dzięki czemu, często nie trzeba pisać samemu oprogramowania. 🙂 

Poniżej przykład użycia komputera do modelowania sedymentacji rzece.  Wykorzystano pakiet NCCHE. Obliczenia wykonała p. mgr K. Misiura.

image017